Kvantumfizikai kifejezések

A valóság költészete
Tudomány
Ikon science.svg
Tudnunk kell.
Tudni fogjuk.
  • Biológia
  • Kémia
  • Fizika
Kilátás a
óriások vállai.

Ez az oldal nagyon rövid magyarázatokat kíván adni a különféle témákról kvantumfizika az oldalon máshol előforduló kifejezések.


Tartalom

Erők

Négy osztálya van Kényszerítés az Univerzumban a leggyengébbtől a legerősebbig. A kvantummechanikában és a Standard modell a részecskefizika szempontjából minden egyes erőt egy megfelelő részecske hordoz:

  • Gravitációs; a „kvantum gravitáció” elméletei feltételezik a hordozandó erőtgravitonoka spin 2 és a tömeg 0. Ezeket kísérlet során soha nem figyelték meg.
  • Elektromágneses; által szállítottfotonokaz 1. centrifugálás és a 0 tömeg.
  • Gyenge atom; által szállítottBAN BEN,BAN BENésVAL VELaz 1. spin és a tömeg kb. 100 GeV (100 000 000 000 elektronvolt).
  • Erős atom; által szállítottragasztókaz 1. centrifugálás és a 0 tömeg.

Hamiltonian

Az operátor (gyakran H betűvel jelölve, néhaĤés néha díszes betűtípussal pl. Delta x  Delta p  ge { hbar  over 2}), amely hullámfüggvényen mûködve megadja azt energia . Egy másik módja annak megnézésére, hogy ez a rendszer idő-fordítási operátora. A kvantummechanikában általában a Hamilton-t használják a rendszer leírására - ha megadja a rendszer Hamilton-féle értékét, akkor leírta.


Figyeljük meg, hogy a Hamilton-féle kettős szerepet tölt be a kvantummechanikában. Egyrészt az operátor határozza meg, hogy a rendszer hogyan alakul az időben (az idő-transzláció, a rendszer jövőjébe vagy múltjába való elmozdulás) a mérések között. Másrészt „megfigyelhető” is, egy mérhető mennyiség (vagy pontosabban a hozzá kapcsolódó energiák figyelhetők meg).

Quark

Kvarkok a szubatomi részecskék építőkövei, amelyek az erős nukleáris erőn keresztül kölcsönhatásba lépnek. A kvarknak hatféle íze van: fel, le, furcsa, varázsa, alja és felül. Mindegyiknek van egy további tulajdonsága: „szín”: piros, zöld vagy kék. (Ezeknek az „ízeknek” és „színeknek” nincsenek kapcsolatban az azonos nevű makroszkopikus tulajdonságokkal.) A proton három kvarkból áll, 2 fel és 1 lefelé, és a neutron van 2 lefelé és egy fel. Mindezt a részecskefizika standard modellje rögzíti.

Spin

A centrifugálás az összes részecske, mind az anyag, mind az erő kvantált tulajdonsága a Világegyetem . Az anyagrészecskéknek fél-egész spinje van (1/2, 3/2,…) és az erő-részecskéknek egész spin-értéke van (0, 1, 2,…). Spin vanbelsőa részecskék által birtokolt szögimpulzus. A részecske pörgése mintegy analóg a pörgő tetejével, azzal a különbséggel, hogy a részecske csak egy sebességgel képes forogni, nem tud megállni vagy akár lassulni, és végtelenül kicsi (a részecskék „pontszerűek”, és nincs méret). Fontos megjegyezni, hogy asemmiképpenvalóban forognak-e a részecskék? A spin jelenségét eredetileg 1924-ben jósolták, és később azt a magyarázatot / értelmezést fogalmazták meg, hogy ez a részecske „pörgésének” köszönhető. Ezt a tulajdonságot a következő évben használják ki: NMR és MRI .



Hullám funkció

A hullámfüggvény egy fizikai rendszer valószínűségi hullámának matematikai leírása (általában szinuszos vagy exponenciális forma, egyszerű fizikai rendszerek esetében), amely leírja a rajta végzett mérésekkel megszerezhető információk nagy részét. A kvantumrendszerek hullámfüggvényük szerinti kezelése valami idealizálás, így mindig tudni lehet, ha valaki nem mutatja meg teljes mértékben az elméletet, ha továbbra is szűkül e kifejezéshez. A valós fizikai rendszerekben mindig fennáll bizonyos bizonytalanság a rendszer fizikai állapotát illetően, így az elméleti kezelést több hullámfunkció együttes kezelésével végezzük, úgynevezettsűrűség operátor(vagy egyszerűenállapot). Tehát, ha mesét kapnak arról, hogyan viselkedik a hullámfüggvény - tudd meg, hogy egyszerűbb mesét mondanak neked, nem pedig a teljes történetet.


Bizonytalansági viszonyok

Heisenberg egyenlőtlensége

A bizonytalanság elve (amelyet Werner Heisenberg terjesztett elő) kimondja, hogy a belső részecske helyzetének és lendületének (vagyis tinem tudtudnimindkétpontosan ugyanabban az időben). Ennek semmi köze ahhoz, hogy a tudomány képes felismerni a lendület és a helyzet tulajdonságait, mint néhány anti-tudomány és áltudomány támogatói azt sugallják, hogy ez csupán egy hullámszerű rendszer belső tulajdonsága. Egyesek azt is állítják, hogy a „szabad akarat” eredete, mivel a bizonytalanság elve bizonyos kísérleteknél bizonyos kiszámíthatatlansághoz vezet; a bizonytalansági elv nagysága azonban túl kicsi ahhoz, hogy alkalmazható legyen a mindennapi életben.

Formálisan a következőképpen fogalmaz:


hola redukált Planck állandója .

Általánosabban fogalmazva, ez nemcsak a helyzetre és a lendületre vonatkozik, hanem bármely két megfigyelhetőre, amelyek önadduktorai nem ingáznak egymással; például lehetetlen megismerni egy részecske forgásának minden alkotóelemét egy adott pillanatban, és lehetetlen megismerni mind a részecske energiáját, mind azt az időpontot, amikor a részecske tetszőleges pontossággal rendelkezett ezzel az energiával.